自然界中很多生物都是用电磁波来交流的雀尾螳螂虾,因为光就是一种电磁波。
当然如果问题这么讨论就索然无味,我们可以展开来分析,这会是一个非常有趣的科普知识雀尾螳螂虾。
根据电磁波光谱中,可以分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线和γ射线雀尾螳螂虾。
地球上从无线电波到紫外线雀尾螳螂虾,都有生物能进行交流。而x射线和γ射线,估计只有宇宙中的硅基生命才能用他们进行交流。
这里我们对交流的定义是生物进化出来的器官对外界事物的感知雀尾螳螂虾,是不需要借助制造出来的仪器。
一、雀尾螳螂虾:红外线、可见光、紫外线
人类有红黄蓝三种视锥细胞,能感知红光、绿光和蓝光,是拥有全彩视觉的动物。但整个哺乳动物家族,几乎全是红绿不分的色盲。
雀尾螳螂虾是地球上的视觉王者,这个逆天的生物,竟然有16种视锥细胞,可以看到16种颜色。雀尾螳螂虾看彩虹的时候,也许是一种像宇宙大爆炸一样的绚丽。
雀尾螳螂虾除了能捕捉更广范围的色彩,还能够看到一些人类看不到的紫外线和红外线,独特而复杂的眼睛构造还能让它们看见偏振光。
雀尾螳螂虾的眼睛有6个瞳孔,可以精准的计算距离。皮皮虾进化出了一种声光通讯系统,它们能够利用身体反射的光来互相交流。
1、发现潜在配偶的交流
雀尾螳螂虾背腹部的软甲上含有大量糖分,所以能反射圆偏振光。这可以使得雄性雀尾螳螂虾高效的找到配偶。找到潜在配偶后,雀尾螳螂虾会用偏振光与对方进行互动。
2、蜕皮的时候的警示交流
雀尾螳螂虾在蜕皮的时候,前肢会发出奇异的光,意思是在警告同伴不要过来。
二、鸟类:可见光、紫外线
鸟类为了躲避天敌,在空中寻找地面上的食物,并在各种复杂的条件下飞行,进化出了卓越的色彩视觉。
像鸟类也有四种视锥细胞,他们额外的一种能感知紫外线,这让它们的世界远比人类的来得斑斓。鸟类能看到很多人类看不到的颜色,而且人类也无法想象出这些颜色。
(左)人类看到的 (游)鸟类看到的
鸟类的第四种颜色视锥不仅能将鸟类可见光的颜色范围扩大到紫外线中,还可能让鸟类感知紫外线 绿色和紫外线 红色等组合颜色。
三、哺乳类:可见光(蓝、绿)
大部分的哺乳动物都只有两种视锥细胞。看不见鲜艳的红橙色的,它们的眼里只有深浅不同的蓝色和绿色。
这也说明了为什么老虎亮橙色的毛皮还能成为他的保护色,因为其他哺乳动物看不到红橙色。
人类看到的
哺乳动物看到的
普林斯顿大学的生态与进化生物学系助理教授玛丽·卡斯韦尔·斯托达德说过“在早期脊椎动物中进化出的具有四种颜色锥体的四色性。”
那为什么到了哺乳动物这里反而只有两种视锥细胞了?
这是由于在2.25亿至6500万年前的中生代。地球上的霸主是像恐龙这样的爬行动物。哺乳动物只能被迫在夜间行动,红色视锥细胞退化消失。只剩下了两种视锥细胞的哺乳动物,也就成为了色盲。
最早期的哺乳动物,基本上都是夜行性动物,昼伏夜出。这个“夜行瓶颈”假说,最早由生理光学与视光学方面的专家戈登·林恩·沃尔斯提出。
灵长类的第三种视锥细胞,是在漫长时光中重新进化出来的。其中绿色视蛋白,发生了一些变异,感受光线的波长范围出现了偏移,拥有了全新的红色视蛋白。人类终于凑齐了“三色视觉”,能分辨蓝、绿、红三种光谱。
所以灵长类动物是色彩最丰富的哺乳动物,而其大多数哺乳动物都是棕色的。
四、线翎电鳗 、彼氏锥颌象鼻鱼和软骨鱼(如鲨、鳐):无线电波
生命活动会产生生物电,有一些水生动物进化出了发电的能力。
线翎电鳗 、彼氏锥颌象鼻鱼和软骨鱼(如鲨、鳐)可以在自身周围形成电场,并借助这个电场来探测周围环境。
线翎电鳗
彼氏锥颌象鼻鱼
电流在导体中是以无限电波的方式进行传播。因此这些动物也是采用电磁波进行交流。
五、蟒蛇、蚺蛇和蝮蛇:可见光、红外线
这集中蛇类动物有感温器官——颊窝。
颊窝里有一层很薄的膜,对热非常敏感,相当于人类发明的热成像仪,甚至能感知周围气温千分之几摄氏度的变化,附近任何物体的温度,只要比颊窝所处的温度稍微高一点,就能引起反应,非常灵敏。
动物在进行生命活动时会产生热量,体温会比较高,具有比环境更大的热辐射。
具有颊窝的蛇类即使在黑夜中也可以非常容易地定位和捕捉温度高于周围环境的温血动物。
各类蝮蛇如尖吻蝮、烙铁头、竹叶青、响尾蛇等,都有颊窝。国外曾有一种称为“响尾蛇导弹”的武器,就是模拟颊窝对热敏感的特性来追踪红外线目标的。
自然界中的动物还有哪些对环境感知的方式呢?欢迎在评论区讨论。
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